钻孔瓦斯流量法

2024-08-22

钻孔瓦斯流量法（通用3篇）

钻孔瓦斯流量法篇1

郑州磴槽集团金岭煤业有限公司 (以下简称金岭煤业) 位于登封市君召乡境内, 东北距登封市约25 km, 距郑州市100 km, 西北距洛阳约80 km。矿井于2000年3月开始建设, 2004年正式投产, 2005年整合附近3个小煤矿进行技术改造, 矿井生产能力0.6 Mt/a, 属“六证”齐全的生产矿井。

保护层开采和穿层钻孔预抽二1煤层瓦斯是金岭煤业最基本的区域性消突措施, 钻孔有效抽采钻孔半径是确定钻孔布置的重要依据, 将直接影响二1煤层的消突效果, 同时合理的钻孔布置也利于成本控制, 因此准确测定钻孔有效抽采半径十分必要。金岭煤业实施瓦斯抽采已有多年, 虽然达到了较好的抽采效果, 但对钻孔的有效抽采半径一直没有进行准确测定, 所采用的钻孔布置参数在安全性和经济性上是否适用于当前的瓦斯抽采条件需要进一步验证, 特别是钻场布置的间距是否能够做到不留空白, 并提高瓦斯抽采效果, 因此需要对瓦斯抽采半径进行准确、科学测定。

1 主要研究内容

采用钻孔气体流量法对一7煤 (保护层) 开采后, 底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采半径进行科学测定, 以考察在金岭煤业钻孔瓦斯的有效抽采半径和影响半径, 并通过观测数据分析一7保护层开采后对被保护二1煤层的卸压影响范围。

通过抽采半径的测定科学指导矿井瓦斯抽采工作, 合理布置抽采钻孔, 在消除抽采盲区, 实现抽采达标的同时, 抽高瓦斯抽采效果, 有效降低钻孔施工成本;通过对保护层卸压范围的研究, 指导确定工作面终采线的位置。

2 试验方法

(1) 测定方法。采用钻孔气体流量法, 每个测试钻孔各安装1个流量计, 在测定期间达到较稳定过流的钻孔在抽采钻孔的有效抽采半径内, 能过流但不稳定的钻孔在抽采钻孔的影响半径内, 不能过流的钻孔在抽采钻孔的影响半径外[1,2,3]。

(2) 测定原理。预抽煤层瓦斯时, 在煤层瓦斯压力和孔底负压的共同作用下, 钻孔周围煤体的瓦斯不断进入钻孔被抽走, 形成以钻孔中线为轴心的类似圆形的抽采影响圈, 抽采影响圈的半径称之为抽采影响半径[4,5]。随着抽放时间的延长, 抽采影响半径会逐渐增大, 一直到煤层瓦斯压力与孔底负压之差不足以克服深部煤体瓦斯运移到钻孔阻力时为止。

(3) 抽采半径的确定。在抽采钻孔连续抽采状态下, 若测试钻孔未进入抽采钻孔的抽采影响范围内, 测试钻孔安装的检测流量计不会有变化;当测试孔进入抽采钻孔的抽采影响范围内时, 测试钻孔周围煤体的瓦斯被抽入抽采钻孔, 同时测试钻孔内空气形成向内流动的状态, 检测流量计会发生明显变化。因此, 抽采半径的指标确定为:在抽采钻孔联网抽采瓦斯后, 观察各个测试钻孔检测流量计流量变化情况, 将观测期内流量稳定的最外侧测试孔视为抽采有效范围内钻孔, 流量不稳定的钻孔视为抽采影响范围内的钻孔。

3 测定方案

(1) 试验地点。试验地点选择在172302抽放巷4号—5号钻场之间。

(2) 抽采钻孔及测试钻孔布置。利用5号钻场5号钻孔作为测定抽采半径的抽采孔, 沿煤层走向距5号钻孔5, 7, 8, 9, 10, 11 m处分别布置1#、2#、3#、4#、5#、6#测试钻孔 (图1) , 抽采钻孔与测试钻孔方位角均为0°, 钻孔坡度均为60°。

(3) 测定方法。5号钻场所有钻孔施工完毕后, 按照设计依次施工1#、2#、3#、4#、5#和6#测试钻孔, 终孔一个封一个, 然后再钻进下一个。5号钻场5号钻孔及6个测试钻孔均采用聚氨酯加水泥砂浆联合封孔, 必须确保封孔段不漏气, 封孔深度至煤层底板;所有钻孔封孔时, 下护孔管至煤层顶板位置, 煤层段下花管, 岩层段下平管, 护孔管均为40 mm无缝钢, 注浆长度均为至煤层底板;待封孔材料凝固后在孔口连接阀门并安装1块流量计。

待保护层工作面推进至距测试钻场后方10 m左右时, 抽采钻孔联网抽采, 每天观测、记录1次各测试钻孔流量变化, 期间准确掌握保护层工作面每天与测试钻孔的距离。

测定期间要基本保持抽采负压稳定, 连续进行观测, 考察各测试钻孔流量变化情况, 确定抽采半径。

由于测试钻孔布置在5号—4号钻场中间, 在观测过程中测试钻孔 (5号) 必须始终处于联网抽采状态。为避免其余钻孔对测试结果产生影响, 测试过程中5号钻场其他钻孔暂时关闭, 且4号钻场及其外侧钻场始终处于关闭状态。

(4) 观测过程。 (1) 7月21日一7工作面推进至距5号抽采钻场后方10.8 m时, 开启5号抽采钻孔联网抽采, 并每天测定一次该钻孔流量、瓦斯浓度、抽采负压。 (2) 抽采钻孔联网抽采的同时, 开始对各测试钻孔每天观测一次流量变化。 (3) 当一7保护层工作面推过4号钻场5 m后, 根据抽采情况, 为不影响4号钻场抽采, 停止观测。

4 综合分析

一7工作面距抽采钻孔的距离与瓦斯流量的关系如图2所示, 测试孔气体流量与一7工作面距离关系如图3所示。

(1) 从抽采钻孔观测数据分析, 在保护层工作面推进至距抽采钻孔-10.8~+4.3 m过程中, 钻孔中虽有高浓度瓦斯, 但几乎没有流量, 这时保护层开采的卸压作用还未影响到抽采钻孔, 二1煤层中原始状态下的瓦斯很难被抽出;保护层工作面推过抽采钻孔4.3 m时, 抽采钻孔观测到有高浓度瓦斯流通过, 表明抽采钻孔已处于保护层开采的卸压影响范围内。因此, 下部一7保护层工作面对上部二1煤层形成的卸压效应滞后保护层工作面距离为4.3m。

(2) 从测试钻孔观测数据分析, 当一7保护层工作面推过抽放钻孔9.8 m时, 1#观测孔观测到有气流通过, 流量为2.5 L/min, 此时1#观测孔距一7保护层工作面距离为4.8 m, 在整个观测期内, 该孔气流量稳定增加, 流量在2.5~6.7 L/min, 基本稳定在4.7 L/min左右;当一7保护层工作面推过抽放钻孔10.8 m时, 2#观测孔观测到有气流通过, 流量为3.9L/min, 此时2#观测孔距一7保护层工作面距离为3.8 m, 在整个观测期内, 该孔气流量较稳定, 流量在2.5~4.6 L/min;当一7保护层工作面推过抽放钻孔12.3 m时, 3#观测孔观测到有气流通过, 流量为2.2L/min, 此时3#观测孔距一7保护层工作面距离为5.3 m, 但该孔2 d后流量即衰减为0。

(3) 1#、2#、3#测试孔观测数据表明: (1) 一7保护层工作面对上部二1煤层形成的卸压效应滞后保护层工作面距离为3.8~4.8 m, 即一7工作面对上部二1煤层造成的卸压区在工作面后部3.8~4.8 m以后区域内。 (2) 在观测期内从1#孔观测到有较稳定气流通过到观测期结束 (8 d) , 1#、2#孔分别出现了较稳定气流, 1#、2#孔均在抽采钻孔的有效抽采范围内;3#孔出现了短暂性气流, 很快衰减, 3#孔只能是在抽采钻孔的范围内。

因此, 在二1煤层与一7煤层间距21~22 m, 一7保护层开采厚度0.7 m, 抽采负压22~25 k Pa时, 底板穿层钻孔8 d连续抽采的有效抽采半径为7 m, 影响半径为8 m。

5 安全、技术效果

采用钻孔气体流量法对一7保护层开采后, 底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采半径进行科学测定, 以考察在金岭煤业地质条件下钻孔瓦斯的有效抽采半径和影响半径, 并通过观测数据分析一7保护层开采后对被保护二1煤层的卸压影响范围。通过抽采半径的测定科学指导矿井瓦斯抽采工作, 合理布置抽采钻孔, 在消除抽采盲区, 实现抽采达标的同时, 抽高瓦斯抽采效果, 有效降低钻孔施工成本;通过对一7保护层卸压范围的研究, 指导确定工作面终采线的位置。

6 效益

煤与瓦斯突出矿井把瓦斯抽出来, 把瓦斯压力、含量降到安全范围内, 是保证矿井安全生产的最根本工作, 而可靠的抽采系统、科学的抽采方法是抽采工作的基础。通过科学测定抽采半径, 能做到抽采钻孔布孔合理、抽采有效。金岭煤业通过多年的瓦斯抽采实践, 实现了抽采达标, 杜绝了各类瓦斯事故, 安全效益良好。

金岭煤业年抽采利用瓦斯300万m3以上, 全部用于瓦斯发电和民用, 按目前市场价格测算, 产生的直接经济效益480万元;同时, 由于瓦斯抽采达标, 有效降低了二1煤层残余瓦斯含量和压力, 消除了二1煤层突出危险性, 为二1煤安全采掘提供了可靠保障, 减少了二1煤采掘工作面局部防突措施的工程量, 提高了煤巷的掘进速度和回采工作面的产量, 初步测算间接经济效益在1 000万元以上。

7 结语

(1) 一7保护层工作面对上部二1煤层形成的卸压效应滞后保护层工作面距离为3.8~4.8 m, 即一7工作面对上部二1煤层造成的卸压区在工作面后部3.8~4.8 m区域内。

(2) 在二1煤层与一7煤层间距21~22 m, 一7保护层开采厚度0.7 m, 抽采负压22~25 k Pa时, 底板穿层钻孔8 d连续抽采的有效抽采半径7 m, 影响半径8 m。

通过抽采半径的测定将科学指导矿井瓦斯抽采工作, 合理布置抽采钻孔, 在消除抽采盲区、实现抽采达标的同时, 提高了瓦斯抽采效果, 有效降低了钻孔施工成本;通过对一7保护层卸压范围的研究, 指导确定工作面终采线的位置。

参考文献

[1]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

[2]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1992.

[3]曹新奇, 辛海会, 徐立华, 等.瓦斯抽放钻孔有效半径的测定[J].煤炭工程, 2009 (9) :88-90.

[4]马一思, 王恩营, 张飞, 等.瓦斯流量法测定煤层瓦斯抽采半径的试验研究[J].中州煤炭, 2014 (4) :35-37.

[5]王安虎, 翟培杰.压力指标法与瓦斯流量法测定有效抽放半径的应用分析[J].中州煤炭, 2013 (2) :4-6.

钻孔瓦斯流量法篇2

山西阳泉煤业集团公司石港煤矿目前开采15号煤层,根据河南理工大学对矿井突出危险性划分结果,矿井采掘工作面全部处于突出危险区域。目前,石港煤矿掘进工作面采用“本煤层顺层钻孔”和“挂耳钻场加工作面钻孔”预抽煤巷条带瓦斯的区域防突措施。其中挂耳钻场加工作面钻孔从施工到废弃最长抽放时间为20 d,最短为7 d(时间差为施工钻孔时间至抽放停止时间),孔口抽放负压约6.67 kPa。因此,为了加强石港煤矿瓦斯抽采技术管理,提高瓦斯抽采效果,优化顺层抽放钻孔的设计,选择有效的测定方法对顺层钻孔抽放影响半径进行测定非常必要。

目前,国内外常采用的钻孔瓦斯抽放影响半径测定方法有钻孔测试法和计算机模拟法。其中,钻孔测试法包括压降法、气体示踪法和瓦斯流量法等。主要指标有以下3种:瓦斯压力指标、瓦斯含量指标、相对瓦斯压力指标[4]。因在本煤层测量瓦斯压力比较困难,采用瓦斯流量法测定反而是一种方便可行的办法。本文针对瓦斯流量法测定煤层瓦斯抽放半径进行了研究。

1 瓦斯流量法测试原理及方法

1.1 测试原理

预抽煤层瓦斯时,在煤层瓦斯压力和孔底负压的共同作用下,钻孔周围煤体的瓦斯不断进入钻孔被抽走,形成以钻孔中线为轴心的类似圆形的抽放影响圈,抽放影响圈的半径称之为抽放影响半径。随着抽放时间的延长,抽放影响半径会逐渐加大,直到煤层瓦斯压力与孔底负压之差不足以克服深部煤体瓦斯运移到钻孔的阻力时为止[5]。

在自然排放情况下,钻孔瓦斯流量随时间一般呈指数形式衰减,但如果流量检测孔进入抽放钻孔的抽放影响范围,流量检测孔周围的瓦斯会在抽放钻孔抽放负压的作用下被抽走,流量检测孔瓦斯流量就会在一定时间出现突变[6]。因此,抽放影响半径的指标确定为:在抽放孔联网抽放瓦斯后,观察各个流量检测孔瓦斯流量变化情况,将瓦斯流量下降首次超过5%以上的流量检测孔视为抽放影响范围内钻孔。

1.2 测试条件及方法

(1)选取未进行过瓦斯抽放的暴露煤壁,设计不同的钻孔间距,分成若干组进行试验,然后每组间隔一定距离依次施工2个流量检测孔,各钻孔要保持互相平行,在空间内不能交叉。

(2)必须保证各钻孔终孔位距离露头点最小距离≥15 m。孔口采用水泥砂浆封孔9～10 m,确保封孔成功后,每天测定并记录各流量检测孔流量变化情况1次。

(3)测试时间≥6 d,整个测试期间必须保证在测试过程中测试区域不受采动影响。然后在各流量检测孔中间距其一端流量检测孔一定距离施工1个与流量检测孔平行的抽放钻孔,将其与抽放主管连接后,开始抽放。

(4)抽放钻孔开始抽放后,持续测试各流量检测孔瓦斯流量和抽放钻孔抽放负压的次数每天均不低于1次,统计每天测试的数据并绘出抽放前后各流量检测孔的瓦斯流量变化曲线。

(5)抽放期间要保证抽放负压基本维持稳定。考察各流量检测孔瓦斯流量变化情况,根据流量变化率确定钻孔的抽放影响半径。

2 现场试验

2.1 试验工作面概况

根据前面所述要求及石港煤矿具体条件,选取该矿15203联络巷距15203回风巷40 m处作为测试地点,测试期间15203回风巷尚未开始掘进。15203回风巷总体为一西南低、东北高的单斜形态,煤层平均厚7.18 m;煤层向下倾斜,倾角5°左右;顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,底板为泥岩、铝质泥岩。巷道采用矩形断面,锚杆、波纹钢带、钢筋钢带、菱形金属网、锚索联合支护。瓦斯绝对涌出量5.6～7.0 m3/min,平均6.3 m3/min。

2.2 测试过程

考虑到石港煤矿的煤层为低透气性煤层,掘进工作面一般情况下抽放时间为15～30 d,所以推测钻孔的有效抽放范围较小。根据矿井目前所采用抽放措施的实际情况,在试验点沿15203回风巷掘进方向布置2组深20 m的流量检测孔(每组2个孔,图1中1#—4#孔),开孔高度均为1.0 m,孔径50 mm,各钻孔之间相互平行且2组之间距离大于20 m。其中第1组的2个流量检测孔间距为3 m,第2组的2个流量检测孔间距为7 m;各孔均用水泥砂浆封孔,封孔深度10 m,每天测定流量检测孔瓦斯流量。测定6 d后分别于第1组流量检测孔中间距其中一端孔1 m处及第2组流量检测孔中间距其中一端孔3 m处各施工1个孔深20 m的抽放钻孔,布孔参数与流量检测孔相同,采用聚氨酯封孔,封孔深度9 m,封孔后将抽放孔接入抽放管道进行抽放,使抽放负压稳定在6.67 kPa;从抽放孔接入抽放管路开始记录相关抽放参数和各流量检测孔的瓦斯流量。测试持续22～25 d,绘制出抽放前后各流量检测孔的瓦斯流量变化曲线(图2)。

由于石港煤矿地质条件原因,4#流量检测孔内水量很大,失去了实测意义,故2010年12月1—6日每天对1#—3#流量检测孔自然瓦斯流量情况进行观测。12月6日对抽放孔进行联网抽放,之后每天继续观测各个流量检测孔的瓦斯流量,直至12月22日各个钻孔瓦斯流量没有大幅度衰竭为止。

2.3 测试结果分析

经过22 d的连续观测,得到了抽放前后各流量检测孔瓦斯流量特征,并绘制了瓦斯流量随时间变化曲线。由图2可以看出,在整个试验期间,各流量检测孔瓦斯流量逐渐衰减。

(1)1#流量检测孔在抽放前后整体上呈均匀衰减趋势,联网抽放1d后,流量为1.544 mL/min,流量变化率为3.7%,未超过5.0%。之后瓦斯流量逐渐衰减,抽放第4天流量衰减至1.399 mL/min,流量变化率首次超过5%,为8.01%,之后保持在1.35 mL/min左右。

(2)2#流量检测孔联网抽放4d内流量呈衰减趋势,但没有发生突变现象。抽放孔联网抽放1 d后,流量为2.112 mL/min,流量变化率为3.03%,未超过5%。抽放第8天流量突然大幅衰减至1.89 mL/min,流量变化率首次超过5%,为8.07%,最后稳定在1.82 mL/min左右。

(3)3#流量检测孔抽放后缓慢衰减,抽放孔联网抽放2d后,流量为1.993 mL/min,流量变化率为1.89%,未超过5.0%。抽放第14天流量大幅下降,至1.84 mL/min,流量变化率首次超过5.0%,为5.6%,之后流量衰减缓慢。

据此可以确定,石港矿15号煤层Ø50 mm的抽放钻孔,在抽放负压为6.67 kPa的条件下抽放4 d时,抽放影响半径为1 m;抽放8 d时,抽放影响半径为2 m;抽放14 d时,抽放影响半径为3 m。

3 结语

本煤层顺层钻孔测压受影响的条件较多,在石港矿不适用压降法测定抽放影响半径的条件下,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法。抽放影响半径的测定,为石港煤矿瓦斯抽放钻孔的布置提供了依据,避免了矿井在抽放钻孔布置过程中出现空白带或钻孔的无效重叠,提高了本煤层的抽放效率,降低矿井的突出危险性。

摘要：石港煤矿15号煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了指导石港煤矿消突工作面顺层抽放钻孔的合理布置,采用瓦斯流量法测量了石港煤矿15号煤层顺层钻孔抽放影响半径。结果表明:测试本煤层顺层钻孔的抽放影响半径时,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法。

关键词：顺层钻孔,抽放影响半径,瓦斯流量法,瓦斯抽放,煤与瓦斯突出

参考文献

[1]李朋宇.顺层钻孔抽放半径测定技术研究与应用[J].中州煤炭,2011(6):14-16.

[2]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.

[3]张少科.金龙煤矿顺层钻孔抽放半径测定技术实践[J].煤炭技术,2008(9):40-42.

[4]曹新奇,辛海会,徐立华,等.瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定[J].煤炭工程,2009(9):88-90.

[5]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1992.

钻孔瓦斯流量法篇3

预抽煤层瓦斯工作的前提条件是抽采钻孔设计要合理,而瓦斯抽采有效半径能解决抽采钻孔设计的合理性。《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》规定:煤矿瓦斯抽采应当坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”的原则。有效抽采半径能指导设计合理的抽采钻孔,不仅能在满足预抽时间的前提下达到消除突出危险的目的,而且还能节省大量的人力、财力和物力。

1 抽采半径测定方法及考察步骤

1.1 测定方法

钻孔瓦斯抽采有效影响半径是指单个钻孔在一定抽采时间内沿其半径方向能够达到抽采目标的最小范围。目前常用的钻孔有效抽采半径测定方法是煤层瓦斯压力降低法[1,2,3,4]。该方法是指在原始煤体区域内间隔一定距离布置测压钻孔,测定煤层原始瓦斯压力,待瓦斯压力稳定后,在测压钻孔周围一定距离处施工几个特定孔径的抽采钻孔,在一定的抽采时间内,测压钻孔瓦斯压力降低并且稳定到一定程度,则认为该测压钻孔与抽采钻孔之间的距离为该特定孔径钻孔在抽采时间内的有效抽采半径。该方法需现场测定煤层瓦斯压力,存在测定周期长、成本高的缺点,而且针对顺层钻孔抽采半径考察,由于煤层结构及瓦斯抽采作用,往往出现测压钻孔的瓦斯压力突然间卸压,从而造成考察失败,成功率较低。

钻孔抽采影响半径主要与煤层瓦斯含量、透气性系数、抽采钻孔直径及抽采负压、抽采目标及时间等因素有关。

根据《煤矿安全规程》[5]、《防治煤与瓦斯突出规定》[6]等规定,确定抽采目标[7]。

1)将残余瓦斯含量降低到8 m3/t时的瓦斯抽采率η1:

2)将残余瓦斯含量降低到始突深度处煤层瓦斯含量时的瓦斯抽采率η2:

3)将残余瓦斯压力降低到0.74 MPa时的瓦斯抽采率η3:

4)将残余瓦斯压力降低到始突深度的瓦斯压力时的瓦斯抽采率η4:

5)按《煤矿瓦斯抽采基本指标》[8]规定的瓦斯抽采率η5。

确定的瓦斯抽采率如下:

抽采瓦斯总量可按下式计算:

式中L1、L2——抽采钻孔控制区域长度、宽度,m;

h——抽采钻孔控制区域煤层厚度,m;

ρ——抽采钻孔控制区域煤的密度,t/m3;

W——抽采钻孔控制区域煤层原始瓦斯含量,m3/t;

η——确定的抽采率。

抽采钻孔数量则按下式计算:

式中Q单为抽采时间内统计的单孔抽采量,m3。

Q单的统计计算:一是根据测试数据直接累计得出;二是根据测试数据拟合抽采衰减负指数曲线,再进行积分求解出不同时间的抽采总量。

最后,将N个钻孔平均分布在抽采钻孔控制区域,即可解算出一定抽采时间内的钻孔抽采半径。钻孔抽采半径可采用下式计算:

式中r为抽采半径。

1.2 考察步骤

1)采用DGC瓦斯含量测定装置直接测定试验区煤层原始瓦斯含量W或采用间接法计算煤层原始瓦斯含量;

2)施工1组(10个)抽采钻孔,间距8m;

3)根据抽采目标,计算需要抽采的瓦斯量;

4)根据不同时间的抽采量,计算钻孔瓦斯抽采半径。

2 工程地质条件

新集二矿2101采区共有2层煤,分别为1上煤和1煤层,均为可采煤层。1煤层平均厚度3.9 m,厚度稳定,煤层整体结构较简单,煤层倾角4°~12°,平均9°。1上煤层厚度0~4.44 m,平均3.5 m,煤层整体结构较简单,煤层倾角4°~12°,平均9°。1煤与1上煤层之间发育一层0~1.7 m厚的灰黑色泥岩夹矸。

试验区位于210108工作面,工作面走向长1 485.3 m,倾向长145.5 m,面积216 110 m2;可采走向长1 338.3 m;煤层倾角5°~12°(平均8°),可采斜面积96 638 m2,井下标高-608.3~-647.1m。煤层瓦斯含量为6.65 m3/t,未发生过突出现象。工作面采用走向长壁后退式综合机械化一次采全高、全部垮落及强制放顶式控制顶板的采煤方法。

3 抽采钻孔布置

根据现场考察决定在210108工作面3#钻场沿煤层施工1组顺层抽采钻孔。顺层抽采钻孔的施工参数:钻孔直径94 mm,孔底间距8 m,扇形布置。沿机巷掘进方向控制35 m,沿煤层倾向控制100 m。该种布置方式能解决现场条件不能施工平行顺层考察钻孔问题。抽采钻孔布置设计见图1,钻孔施工参数见表1。

4 考察结果及分析

1)根据统计流量计算抽采半径

根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定,依据1煤层工作面瓦斯涌出量预测,将采面瓦斯抽采率大于等于30%作为确定钻孔抽采半径的依据。

210108工作面3#钻场抽采半径考察钻孔控制区域需要抽采瓦斯量:

为了减少钻孔长度差异的影响,210108工作面3#钻场采用10个钻孔统一计量,计算钻孔控制区域内平均单孔瓦斯抽采量,统计结果(当天平均单孔抽采纯量)见表2。

实际每天平均单孔抽采纯量并不相等,根据每天的平均抽采纯量累计计算出钻孔抽采15、30、60 d的抽采纯量见表3,抽采半径计算结果见表3,其抽采负压为13 k Pa,抽采钻孔直径为94 mm。

2)根据拟合流量曲线计算抽采半径

根据210108工作面3#钻场平均单孔日抽采瓦斯量统计结果拟合得出抽采衰减负指数曲线,如图2所示,其数据相关系数R2=0.961 6,数据相关性强,其衰减负指数曲线能有效代表210108工作面钻孔单孔抽采瓦斯规律。

根据该抽采衰减负指数曲线公式(10),积分解算210108工作面钻孔抽采半径,结果见表4。

综上所述,以上两种方法算出的钻孔抽采半径基本相符合,考察计算得出1煤层钻孔2个月抽采半径为2.5 m,极限抽采半径为3.1 m。